Выбор типа, числа и мощности трансформаторов на подстанциях

1.2.1 Разработка вариантов схемы электрической сети:

На Рис.1.2 представлены несколько вариантов конфигурации сети, где также указаны длины линий в километрах. Так как трансформаторные подстанции для рассматриваемых вариантов будут иметь одинаковые трансформаторы по мощности, то предварительное сравнение вариантов осуществляется по длинам линий.

а)

б)

в)

г)

д)

Рис.1.2Варианты схемы электрической сети

Учитывая полученные результаты и предъявляемые требования к построению сетей, для дальнейшей разработки схемы электрической сети района и последующего сравнения вариантов приняты варианты а) и в). Варианты являются взаимозаменяемыми и обеспечивают одинаковый уровень надёжности энергоснабжения потребителей.

Названия выбранных вариантов электрических сетей:

а) – радиальная;

в) – кольцевая.

1.2.2 Выбор и обоснование номинальных напряжений участков сети:

Номинальные напряжения ВЛ электрической сети выбираются по технико-экономическим соображениям в зависимости от протяжённости ВЛ и величины активных мощностей, которые будут по ним передаваться в режиме максимальных нагрузок.

Определение ориентировочно оптимального номинального напряжения ВЛ производится по эмпирической формуле, формуле Илларионова[4, стр. 257]:

где - длина ВЛ, км; - активная мощность нагрузки на одну цепь, МВт

а) Для радиальной схемы

ВЛ А-1:

С учётом уменьшения потерь электроэнергии в линии и с учётом перспектив развития сети принимаем

ВЛ 1-2:

Принимаем

ВЛ 1-3:

Принимаем

ВЛ 1-4:

Принимаем

б) Для кольцевой схемы:

Номинальное напряжение между ПС А – ПС 1 и ПС 1 – ПС 2 такое же, как и в радиальной схеме, т.е. 220 кВ и 110 кВ соответственно.

Примем допущение, что по линиям 3-1 и 3-4 течёт средняя суммарная мощность ПС3 и ПС 4.

ВЛ 3-4:

Принимаем

ВЛ 1-3:

Принимаем

ВЛ 1-4:

Принимаем

1.2.3 Выбор типа, числа и мощности трансформаторов на подстанциях:

Выбор типа, числа и номинальной мощности трансформаторов на подстанциях района осуществляется в зависимости от мощности потребителей и степени их ответственности (категории) в соответствии с рекомендациями [5]. Наличие потребителей 1 и 2 категории в составе заданных нагрузок обуславливает установку двух трансформаторов на каждой из проектируемых подстанций (ПС1, ПС2, ПС3 и ПС4), т.к. питание потребителей 1 и 2 категории должно осуществляться от двух независимых источников.

На подстанции 1 с высшим напряжением 220 кВ устанавливается 2 автотрансформатора, обладающие рядом преимуществ по сравнению с трансформаторами (меньше масса, стоимость и потери энергии по сравнению с трансформаторами той же мощности).

На подстанциях 2, 3, 4 с высшим напряжением 110 кВ устанавливаются по 2 двухобмоточных трансформатора (в соответствии с [2, пп. 1.2.17÷ 1.2.20]).

Типы и номинальные мощности трансформаторов выбираются по шкале стандартных номинальных мощностей силовых трансформаторов, соответствующей ГОСТ 9680–97. Технические данные трансформаторов приведены в [1, табл. 5.12-5.18].

Также, выбор трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях района нагрузок, определяется с учетом их перегрузочной способности в послеаварийном режиме при выходе из строя одного из двух трансформаторов. Рассчитываются коэффициенты предварительной загрузки и коэффициенты загрузки в послеаварийном режиме. Выводы о допустимости работы одного трансформатора в послеаварийном режиме делаются на основании норм аварийных допустимых перегрузок трансформаторов. В качестве расчетной температуры во время перегрузки принимается зимняя эквивалентная температура охлаждающей среды (μ _охл=10º С), т.к. наибольшая перегрузка трансформаторов наблюдается в зимний период. Продолжительность максимума зимнего суточного графика h = 7ч [5].

Мощность трансформатора определяется приближённо по формуле

где - мощность потребителей подстанции.

ПС1(Узловая подстанция):

S₁=260, 025 МВА;

По табл. П 2.2 [3] выбираем 2 трансформатора АТДЦТН-200000/220/110;

Коэффициент загрузки трансформатора в режиме максимальных нагрузок:

Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:

Допустимый коэффициент перегрузки АТ:

K_{З_п/ав}=1, 3˂ 1, 4 – условие выполняется;

ПС2:

S₂=50, 312 МВА;

По табл. П 2.1 [3] принимаем 2 трансформатора ТРДН-40000/110;

Коэффициент загрузки трансформатора в режиме максимальных нагрузок:

Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:

K_Зп/а=1, 258, ˂ 1, 6 – условие выполняется;

ПС3:

S₃=27, 313 МВА;

По табл. П 2.1 [3] принимаем 2 трансформатора ТРДН-25000/110;

Коэффициент загрузки трансформатора в режиме максимальных нагрузок:

Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:

K_Зп/а=1, 093˂ 1, 6 – условие выполняется;

ПС4:

S₄=21, 541 МВА;

По табл. П 2.1 [3] принимаем 2 трансформатора ТДН-16000/110;

Коэффициент загрузки трансформатора в режиме максимальных нагрузок:

Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:

K_Зп/а=1, 346˂ 1, 6 – условие выполняется;

Параметры трансформаторов сведены в таблицу 1.1.

Табл. 1.1 Параметры трансформаторов проектируемой электрической сети.

В типах трансформаторов приведены следующие сокращения:

А – автотрансформатор;

Т – трехфазный;

Р – с расщепленной обмоткой;

Ц – с принудительной циркуляцией масла;

Д – охлаждение масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла;

Н­ – исполнение с устройством РПН.

Ниже представлены принципиальные схемы соответственно для радиальной сети (Рис.1.3) и сети с кольцевым участком (Рис.1.4);

Рис.1.3 Принципиальная схема радиальной сети

Рис.1.4 Принципиальная схема кольцевой сети